朋友們，今天要帶大家探索一篇雜志《Nature communications》

影響因子：15.7

期刊ISSN：2041-1723

出版周期：Bimonthly

自引率：3.40%

發文量：6938

出版國家或地區：England

2025年影響因子/JCR分區：15.7/Q1

下面這篇文章就發表在《Nature communications》上：

文章標題：Macrophage STING signaling promotes fibrosis in benign airway stenosis via an IL6-STAT3 pathway

發表時間：2025 年

核心內容：研究發現氣管機械損傷后，上皮細胞釋放的雙鏈 DNA（dsDNA）會激活巨噬細胞的 cGAS-STING 信號通路，促使巨噬細胞分泌炎癥因子 IL6；IL6 進一步激活成纖維細胞的 STAT3 信號，最終導致成纖維細胞過度增殖與膠原沉積，引發氣管纖維化。研究通過單細胞 RNA 測序（發現 BAS 患者肉芽組織中巨噬細胞的 cGAS-STING 通路高度富集）、動物模型（抑制 STING 或耗竭巨噬細胞可顯著減輕小鼠 BAS 纖維化）及細胞實驗驗證了該機制，最終提出 cGAS-STING 通路可作為預防 BAS 的潛在治療靶點。

一、 研究背景

良性氣道狹窄（BAS）是臨床常見的大氣道病變，主要由氣管插管、氣管支架置入等醫源性操作或外傷引發大氣道損傷所致，以氣道壁急慢性炎癥、肉芽組織過度增生及纖維化改變為核心病理特征，最終可導致氣道管腔狹窄、通氣功能障礙，嚴重時甚至引發窒息，對患者生命健康構成顯著威脅。

目前，BAS 的臨床治療手段以支氣管鏡下肉芽組織清除術為主，但該方法僅能對癥處理已形成的病變，無法從機制上阻斷病理進程，且術后易因二次損傷誘發更嚴重的肉芽增生與繼發狹窄，臨床療效受限，亟需探索調控 BAS 病理進展的關鍵機制以開發更有效的干預策略。

現有研究已明確，炎癥反應與纖維化是 BAS 病理發展的兩大核心環節，但二者間的關鍵啟動分子、信號通路及細胞間調控網絡尚未完全闡明。已知細胞損傷或死亡后釋放的雙鏈 DNA（dsDNA）可作為 “損傷相關分子模式” 激活機體免疫炎癥反應，而 cGAS-STING 通路作為胞質 dsDNA 的關鍵感知通路，在感染、腫瘤及多種纖維化疾病中扮演重要調控角色，但其是否參與 BAS 的炎癥啟動與纖維化進程尚未明確。此外，巨噬細胞作為炎癥反應的核心效應細胞，及成纖維細胞作為纖維化的主要執行細胞，二者在 BAS 中的相互作用機制、關鍵介導分子（如 IL6、STAT3 等）的調控作用，以及 AIM2 炎性小體等其他 DNA 感知相關分子的潛在參與情況，均缺乏系統性研究，這些機制空白為該篇研究的開展提供了重要科學依據與探索方向。

二、 研究結果

1、 單細胞RNA測序揭示了BAO患者肉芽組織中cGAS-STING通路的表達

研究人員對 3 份正常氣管組織（捕獲 31478 個細胞）和 4 份 BAS 肉芽組織（捕獲 27108 個細胞）做 scRNA-seq，將細胞分為14 個集群及上皮細胞、駐留細胞、免疫細胞三大類；肉芽組免疫細胞比例更高，GSEA 顯示其炎癥反應、胞質 DNA 感知通路富集，cGAS 和 STING在大多數集群中表達，cGAS-STING 通路高分集中于巨噬細胞，提示該通路在肉芽組織高表達且巨噬細胞起重要作用。

2、 cGAS-STING信號通路在BAS中被激活

研究人員發現，BAS患者及BAS小鼠模型氣管中dsDNA均升高；構建小鼠BAS模型后，其氣管出現狹窄、固有層增厚等，轉錄組與蛋白分析顯示氣管損傷24h內cGAS-STING通路激活，注射cGAS抑制劑RU.521可緩解癥狀，且AIM2可能不參與BAS進程。

3、 STING在BAS的不同階段表達

研究人員分析發現，STING 在 BAS 不同階段表達，RNA-seq結果顯示氣管損傷在24h后cGAS和STING表達水平較高，7天時表達水平呈現下降趨勢；BAS早期炎癥階段巨噬細胞STING磷酸化升高且陽性巨噬細胞增多，后期成纖維細胞STING磷酸化升高，肉芽階段上皮細胞、成纖維細胞均表達STING；肉芽組成纖維細胞活化基因高、cGAS-STING通路分值高，DNA刺激可促其STING磷酸化及活化，敲低STING則無效。綜上所述，STING在BAS急慢性炎癥階段均表達。

4、 抑制STING可減輕BAS的發生發展

研究人員為了驗證cGAS-STING通路對BAS進展的影響，用STING抑制劑C176處理小鼠，其能降低STING表達及磷酸化，減少BAS小鼠肉芽組織、膠原沉積等，損傷24小時后給藥仍然具有保護作用；STING敲除小鼠的BAS相關病理表現更輕，micro-CT顯示其氣管狹窄程度低于野生型，綜上所述，抑制STING可減輕BAS氣道狹窄，還可能抑制纖維化的進展。

5、 BAS 中巨噬細胞的 STING 表達與炎癥相關

BAS的主要臨床治療方式為支氣管鏡下肉芽組織清除術，但該方法可能引發繼發性狹窄。因此，早期干預或許能有效減輕肉芽組織增殖。研究人員發現 STING 在 BAS 急慢性炎癥期均表達且與炎癥相關；用 C176 處理小鼠可改善其氣道狹窄炎癥期喘息、炎癥水腫，縮短吸氣時間，降低 IL6 等炎癥因子表達；分析 scRNA-seq 中巨噬細胞集群，正常組 1216 個細胞、肉芽組 4409 個細胞，分 7 個集群，肉芽組以 Mc1 為主且含促炎的 Mc3/4，Mc1/3/4 的 cGAS-STING 通路分值高且集中炎癥因子；綜上，氣道損傷早期巨噬細胞中 STING 激活可促炎癥因子表達。

6、 巨噬細胞通過IL6-STAT3軸促進成纖維細胞活化

研究人員發現，BAS 肉芽組富集炎癥、細胞生長等通路，其中 IL6-STAT3 軸與纖維化相關，且 BAS 患者肉芽組織中 STAT3 及 STING 磷酸化水平高；巨噬細胞與成纖維細胞相互作用最強，其與 IL6、STING 關聯緊密。注射氯膦酸二鈉脂質體耗竭巨噬細胞后，BAS 小鼠氣管肉芽腫增生、纖維沉積、狹窄程度均減輕，炎癥及纖維化相關基因上調程度降低。用 STAT3 抑制劑或 IL6 中和抗體可緩解 BAS；耗竭巨噬細胞還會降低 IL6 表達及 STAT3 磷酸化。綜上所述，巨噬細胞通過 IL6-STAT3 軸調控 BAS 纖維化進程。

7、 氣管DNA激活巨噬細胞中的STING通路，進而通過IL6-STAT3軸促進成纖維細胞活化

研究人員證實，氣管損傷后細胞死亡釋放大量dsDNA，其與巨噬細胞F4/80、cGAS及磷酸化STING共定位；用DNase I可降低dsDNA含量，并且可減少巨噬細胞浸潤、改善炎癥水腫。用死亡上皮細胞上清液或氣管DNA培養BMDMs，BMDMs中的磷酸化水平升高，IL6濃度升高，STING抑制劑C176可逆轉這一現象。STING基因敲除的BAS小鼠中IL6、STAT3表達低；BMDMs與成纖維細胞共培養時，dsDNA激活BAS巨噬細胞STING會促進成纖維細胞磷酸化STAT3、αSMA升高；共培養體系中加入C176則降低其表達。綜上，氣管損傷后dsDNA激活巨噬細胞STING通路，促進IL6表達，進而激活成纖維細胞STAT3，加速BAS纖維化。

三、 研究結論

該篇研究發現，氣管損傷釋放的 dsDNA 在 BAS 患者和小鼠模型中升高，可激活巨噬細胞 cGAS-STING 通路，促使其釋放 IL6；IL6 進一步激活成纖維細胞 STAT3，促成纖維細胞活化、膠原沉積及肉芽增生，加劇 BAS 氣道狹窄與纖維化；STING 在 BAS 急慢性炎癥期均表達，相關抑制劑（C176、RU.521）、巨噬細胞耗竭劑、IL6 中和抗體可減輕損傷，外源性 IL6 則加劇，且 AIM2 可能不參與 BAS 進程。